發(fā)布時間：2020-07-03 07:53

【摘要】：水力壓裂技術(shù)能夠潤濕及破碎煤體,釋放出煤體彈性能及轉(zhuǎn)移集中應(yīng)力,在煤礦中具有減塵、防治沖擊地壓、預先釋放部分瓦斯、弱化堅硬頂板等作用。本文采用理論分析、實驗室實驗、數(shù)值分析的綜合方法進行煤體(原煤及配比煤)水力壓裂影響因素及起裂擴展機理研究,主要包括以下內(nèi)容：(1)根據(jù)實驗需要,自主研制水力壓裂擬三軸實驗系統(tǒng),進行了不同圍壓、不同流量下的水力壓裂實驗。探究圍壓、注水流量對起裂機制的影響,通過應(yīng)變變化反應(yīng)孔壁微觀變形,聲發(fā)射定位宏觀監(jiān)測裂縫形成、擴展和貫通的動態(tài)演化過程,實現(xiàn)了水力壓裂的有效監(jiān)測；(2)孔壁出現(xiàn)拉伸變形或壓縮變形,呈現(xiàn)分區(qū)變形的特征。壓縮變形具有良好的可恢復性,而拉伸變形則留有較大殘余變形；隨著主應(yīng)力差的減弱,試樣本身的各種內(nèi)部缺陷和弱結(jié)構(gòu)對裂縫的形成起到主導作用,主裂縫數(shù)目增多,多條主裂紋均勻擴展,次級裂縫也越加豐富,裂縫擴展路徑更加曲折；(3)隨著流量的增大,孔壁應(yīng)變速率越大,且原煤的應(yīng)變速率明顯高于配比煤的應(yīng)變速率；配比煤和原煤的起裂壓力都具有增大的總體趨勢,但并未隨流量的增大逐漸增加,出現(xiàn)了不同程度的波動,尤其是對原煤來說,有較大的波動；(4)利用RFPA2D軟件模擬分析不同圍壓、不同流量下水力壓裂實驗過程中的應(yīng)力場及聲發(fā)射變化規(guī)律,與水力壓裂實驗結(jié)果大致相符：并分析了鉆孔布置方式、水力割縫等對水力壓裂的影響。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD82

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本文編號：2739403